USA 08アメリカの研削盤の系譜

砂岩とエメリー：研削盤の始まり（1818〜1859 年）

19 世紀のはじめ、研削は刃物を研いだり表面を磨いたりする仕事で、寸法を決める加工ではありませんでした。砥石は川原の石と同じ天然の砂岩か、鉄分の多い天然のアルミナであるエメリーの粒です。1818 年、Thomas Blanchard（ブランチャード）は Springfield の兵器廠のために、銃身を研ぐ機械を作る約束をしました。銃身の長さより厚い大きな砂岩の砥石をベルトで毎分 400 回転させ、職人がハンドルで銃身を回しながら、てこを体で押して砥石に当てるものです^[1]。天然の大きな石は重く、つり合いも悪いので、精度は職人の腕次第でした。

それでもアメリカの機械工は、早くから「研削で寸法をそろえる」ことに目を向けます。Providence（Rhode Island 州）の James Wheaton（ウィートン）が 1834 年 5 月に取った特許の機械は、工作物をセンタで支えて往復台に載せ、動力で回る砥石の前を自動で往復させるものでした。センタには研削の熱で工作物が伸びるのを逃がすばねが入り、砥石がへったら砥石台をねじで寄せられ、ならい板で形も研げました。Wheaton と同じころの Jonathan Bridges の説明から、こうした「紡錘研削盤」は 1830 年より前から使われていたことが分かります。研究者の Woodbury は、今の円筒研削盤の基本の要素がこの時点でほぼそろっていたと見ています^[1]。

平らな面を研ぐ機械も生まれました。1831 年に J. W. Stone が取った平面研削盤の特許は、動力で送る平らなテーブルと、ばねで押す砥石を持っていました（明細書は特許庁の火事で失われました）。1853 年に Samuel Darling（ダーリング）が特許を取った平面研削盤は、横軸の砥石の下でテーブルが V 形の案内の上を自動で往復し、横送りと上下の調整を持つ、今の平面研削盤とよく似た形です^[2][1]。Darling は 1866 年に Brown & Sharpe に加わり、この特許も同社のものになりました。

この時代に変わったこと。木の枠から鉄の枠へ、手回しから動力の回転と動力の送りへ、という変化で、研削盤は「機械」になりました。ただ、砥石は天然の石か、鋳鉄の円板に膠（にかわ）を塗ってエメリーの粒をまぶした手作りのもので、性質がそろいません。精度は旋盤で出し、研削は磨きの仕上げ、という時代が続きました。

Brown & Sharpe の万能研削盤（1860〜1885 年）

研削を精密加工に変えたのは、時計とミシンです。1860 年ごろ、Nashua（New Hampshire 州）の時計会社のために小さな精密研削盤が作られ、1862 年に Waltham の American Watch Company に移って、時計の部品を互換性のある精度で作る道具になりました^[1]。

ミシンのための研削旋盤

Providence の J. R. Brown & Sharpe（ブラウン・アンド・シャープ）は 1858 年から Willcox & Gibbs のミシンを作っていました。針棒や軸は焼入れするので、旋盤では仕上げられません。そこで同社は 14 インチの旋盤の往復台にエメリー砥石を載せ、自動の送りと反転を付けた研削旋盤を作ります（1864 年 11 月の図面）。工作物を止まったセンタ（デッドセンタ）の上で回す車、振れ止め、水を掛ける口が順に足され、数年で約 30 台が作られて 1867 年の最初のカタログに載りました^[1][3]。しかし旋盤の改造なので剛性が足りず、往復台に重りを載せて振動を抑えるほどでした。最初の担当者 Thomas Goodrum の日給は 7 ドルで、研削は高給の名人芸でした^[1]。

研削のために一から考えた機械

Joseph R. Brown（ジョセフ・ブラウン）は、旋盤の改造ではなく研削のために一から設計した機械を考えます。1868 年 4 月 10 日付の図面は、往復するテーブルの上に角度を変えられる旋回テーブルを載せ、主軸台も旋回できる作りでした。工場が忙しく棚上げになりましたが、1874 年 6 月に製作が始まり、旋回する砥石台・横送りのハンドル・内面研削の付属品を加えて、1875 年 1 月 1 日のカタログに載りました^[1][4]。

1876 年、Brown & Sharpe はこの万能研削盤を Philadelphia の建国百年博覧会（Centennial Exposition）に出し、審査員から頑丈でよく考えられた機械だと評されました。展示した 1 号機は閉会後に Mulhouse の会社に売られ、工場で最初に使う機械は、Brown が 7 月 23 日に亡くなった数日後に動き始めています^[4][3]。Woodbury の本は「1876 年の Paris 博覧会」と書いていますが、1876 年に Paris の万博はなく、ここでは同社の技師 Burlingame（1910 年）と Roe（1916 年）の記述を採りました。特許（米国特許 187,770）は 1877 年 2 月 27 日に遺産管理人に与えられ、旋回テーブルの上の旋回主軸台など、今の万能研削盤の基本と形を研ぐ装置まで含んでいました^[5][6]。

この機械が工場にもたらした変化を、当時 Brown & Sharpe の職長で、のちに Cadillac を興す Henry M. Leland は、先に焼入れしてから研いで正確に仕上げられるようになったこと、案内面を砥粒から守ったこと、工作物をデッドセンタで回して主軸の誤差を持ち込まないようにしたことだと回想しています^[1]。焼入れのひずみを研削で取るという今の工程の順番は、ここから始まりました。

平面・内面研削盤と、重いロールの研削

Brown & Sharpe は続けて、1877 年に平削り盤形の平面研削盤とプレーン円筒研削盤、1880 年に内面研削の付属品、1883 年に柱形、1885 年にひざ形、1887 年に正面形の平面研削盤を出し、研削盤の主な形が 10 年でそろいました。1885 年には職人の手引『Treatise on Grinding Machines』を出し、研削は焼入れ材にも生材にも使え、安く速く、精度と仕上げ面がよいとまとめ、ゲージで測ることを大きく扱っています^[1]。

重い工作物では別の考え方が生まれます。1870 年ごろ、J. Morton Poole（プール）は製紙用の大きなロールを研ぐ機械で、2 つの砥石を振り子のように吊り、ロールの太さが狙いより太い所だけを重力で削るようにしました。案内面の真直度に頼らず、工作物そのものに誤差を直させる仕組みで、真っすぐで太さのそろったロールを研げました^[1]。

砥石の革命：ビトリファイドと人造砥粒（1856〜1925 年）

研削盤がいくら精密になっても、砥石の性質がそろわなければ、どの砥石を何 m/s で回せばよいかという知識がたまりません。1860 年ごろまでの砥石は、鋳鉄の円板に膠を垂らしてエメリーの粒をまぶし、油砥石で整えたものを機械工が自分で作っていました。長持ちせず、軽い仕上げにしか使えません^[1]。

砥粒を「結合剤」で固める

そこで、砥粒を結合剤で固めた一体の砥石が試されます。1859 年、T. J. Mayall は加硫ゴムでエメリーを固める特許を取り、「Vulcanite」の名で売られました（ゴムの結合剤は、のちのセンタレス研削の調整車に生き残ります）。けい酸ソーダで固める砥石や、焼き固める砥石も試されました^[1]。

今の砥石の主流であるビトリファイド（粘土・長石で焼き固めた）砥石は、Worcester（Massachusetts 州）の陶器工場から生まれました。1873 年、F. B. Norton の工場の陶工 Swen Pulson が、エメリーと粘土を焼いて 3 度目に砥石を作ることに成功します。1877 年 2 月に Norton が長石を使う形で特許を取り、1885 年 6 月には事業を引き継ぐ Norton Emery Wheel Company（のちの Norton Company）ができました^[1][7][3]。砥石の硬さ（結合度）は、John Jeppson が工具を差し込む手ごたえで決め、柔らかい順にアルファベットで並べました。アルファベットで砥石の硬さを表す今のやり方につながります^[1]。1884 年には Detroit の Gilbert Hart の試験で、天然のほぼ純粋なアルミナであるコランダムがエメリーよりはるかによく削れると分かり、1893 年までに砥粒の主役はコランダムに移りました^[1]。

砥石は機械と組みで考える必要がありました。1886 年に Brown & Sharpe に来た Charles H. Norton（チャールズ・ノートン。F. B. Norton と血縁はありません）は、社内の研削のトラブルの原因が、砥石のつり合いの悪さと、砥石の結合度に対して周速が速すぎることだと突き止めました。研削のくずを顕微鏡で見て、正しく選んだ砥石なら刃物と同じように小さな切りくずを出すことも示しています^[1]。Norton Company は砥石を使う速さの 2 倍で回して試験し、結果を砥石のラベルに書いて出荷しました^[1]。

カーボランダムと人造アルミナ

天然のコランダムは高く、性質もばらつきます。1891 年 3 月、電灯会社で働いていた Edward G. Acheson（アチソン）は、電気炉で粘土と炭素を熱した試験で、炭素の電極のまわりに青く光る硬い結晶を見つけました。炭化けい素（SiC）で、炭素（carbon）とコランダムから「カーボランダム」と名付けます。自然にはない、初めての人造の砥粒でした^[11][1]。Acheson は 1891 年 9 月 21 日に The Carborundum Company を作り、1893 年に製法の特許を取って、1895 年に安い水力発電を求めて Niagara Falls（New York 州）へ移りました^[12][13][1]。カーボランダムの砥石は 1896 年に市販され、とても硬い一方で割れやすいため、鋳鉄・非鉄金属のような硬くもろい材料に向きました。のちに分かるように、鋼には炭化けい素より柔らかいアルミナのほうが長持ちします^[1]。

鋼のための人造砥粒は、Charles B. Jacobs が 1897 年に考えた電融アルミナでした。ボーキサイトに少しのコークスと鉄くずを混ぜて電気の炉で溶かし、不純物を金属として沈めます。Norton Emery Wheel Co. はこの方法の権利を得て、1901 年に Niagara Falls に工場を開き、商品名を Alundum（アランダム）としました。1904 年に Aldus Higgins が考えた、外側を水で冷やして溶けた中身自体を炉の壁にする炉で製造費は半分になり、1906 年には Norton の砥石からエメリーとコランダムがなくなって、社名も Norton Company に変わります。1910 年には純度の高い白いアルミナの砥石が出ました^[1][14]。業界誌の統計では、1906 年の米国の人造砥粒の生産はカーボランダムとアランダムが中心です^[11]。

現場で何に効くか。今の一般砥石の表示「A（アルミナ）・WA（白色アルミナ）・C／GC（炭化けい素）」「粒度」「結合度 A〜Z」「組織」「V（ビトリファイド）・B（レジノイド）・R（ゴム）」は、ここに出てきた砥粒と結合剤と、Jeppson の硬さの並べ方がもとになっています。鋼にはアルミナ、鋳鉄・非鉄・超硬には炭化けい素という使い分けも、この時代の経験から決まりました。くわしくは研削の基本「砥石」をどうぞ。

重研削と自動車：Norton と Landis（1886〜1919 年）

1890 年代まで、研削は旋盤で寸法の近くまで仕上げたあとに、うすく磨くための「仕上げのまた仕上げ」でした。これを、旋盤で荒削りしたものを研削でじかに寸法まで仕上げる重研削（生産研削）に変えたのが、Charles H. Norton です。

Norton の考え：重い機械・広い砥石・プランジ研削

Norton は Brown & Sharpe で万能研削盤を設計し直し、1897 年には自動の切込み送りの特許も取りました。同じ年の終わりの社内の会議で、Norton は次のような考えを出します。機械を十分に重く強くすれば、機械そのものをマイクロメータとして使える（目盛りを 0.00025 インチ回せば工作物も 0.00025 インチ小さくなる）。幅が 1 フィートもある広い砥石を使い、工作物を長手に送らずに砥石を突っ込んで研ぐ（プランジ研削）。旋盤の細かい仕上げ削りをやめて、強い動力で研削する。動力は人の手間より安い。しかし会議では、砥石がすぐへる、びびって焼ける、と退けられました^[1]。

Norton は 1900 年に Worcester に移り、Norton Emery Wheel Co. の出資者たちが作った Norton Grinding Company の技師長になります^[3][9]。1900 年 3 月から設計した 18×96 インチの円筒研削盤は、11 月に 2 台が完成しました。中を補強した重いベッドを 3 点で支え、直径 24 インチ・幅 2 インチの砥石を強い動力で回し、切込み送りは精密な自動で、毎分 50 ガロンの研削液で工作物の熱による伸びを抑えます。砥石は以前の 4 倍の大きさで、16 倍の速さで削り、1 分に 1 立方インチの鋼を 0.001 インチの精度で研ぎました^[1][16]。1 号機は印刷機メーカーで約 30 年働いたあと、いまは Dearborn の The Henry Ford にあります^[16]。

Landis：砥石台を動かす研削盤とクランク軸

同じころ、Waynesboro（Pennsylvania 州）でもう 1 つの研削盤メーカーが育ちます。農業機械会社 Geiser で働いていた A. B. Landis（ランディス）は、工具室に Brown & Sharpe の機械を買ってもらえず、1886 年に自分で円筒研削盤を作りました。工作物のテーブルではなく砥石台を長手に動かす作りで、重く長い工作物に向き、この特徴はのちの Landis の機械すべてに受け継がれます^[6]。兄の F. F. Landis とともに 1889 年に Landis Bros. を始め、これがのちの Landis Tool Co. になりました^[8][10]。1897 年 5 月の業界誌の広告によると、火事で焼けた Landis Bros. の工場の跡に新工場を建て、資本金 10 万ドルの Landis Tool Co. として組織し直しています^[15]。1906 年の業界誌は、湿式の円筒研削盤を買うなら Norton Grinding・Landis Tool・Brown & Sharpe の 3 社しかない、と書いています^[6]。同じ記事は、砥石の幅が 3/4 インチから 1〜3 インチに広がり、振れ止めは長さ 12 インチごとに 1 つ付けるまでに増え、研削液も細い流れから 1 インチ管いっぱいに増えて、研削盤が工具室の繊細な機械から、削り落とす量で旋盤と張り合う機械に変わったとまとめています^[6]。

自動車は、研削盤にとって最大の客になりました。クランク軸は、ピンと軸受部の両方から多くの肉を取り、寸法と面の粗さの要求も厳しい部品です。Norton はプランジ研削でピンの幅と隅の丸みを 1 つの砥石で一度に研ぎ、旋削・やすり・磨きで 5 時間かかった仕事を 15 分にしました。研削盤の作業者の時給は旋盤工の 30 セントに対して 85 セントだったので、初めは米国のほとんどの自動車のクランク軸が Norton の工場に送られて研がれました。1905 年に Locomobile が初めて自社で研削盤を買い、のちに Ford も 35 台を注文します^[1]。同じ 1905 年、Landis はクランク軸を 2 つの回る主軸台で両端から支えてねじれを防ぎ、つり合いおもりと振れ止めを付けたクランク軸研削盤を出しました^[1][6][10]。1912 年には A. B. Landis がカム軸研削盤の特許を取ります。大きな手本のカムを工作物と同じ軸で回して砥石台をならわせ、1 本の軸の上のカムを順に研ぐ方式で、カムを別に研いで軸に付けるやり方を終わらせました^[24][1]。

Heald：砥石の軸を回すシリンダ研削盤

Worcester のもう 1 つの研削盤メーカーが、James N. Heald（ヒールド）の Heald Machine Co. です。Heald は 1903 年に家業の工場を Worcester に移し、1904 年にピストンリングの両面を研ぐロータリ研削盤を出しました^[17][1]。自動車のシリンダは薄く、中ぐりでは刃物が硬い所で逃げ、柔らかい所で食い込んで真円になりません。重いシリンダブロックは回せないので、Heald は工作物を止めたまま、砥石の軸を偏心させて円を描くように回す（遊星運動の）シリンダ研削盤を 1905 年にまとめました。偏心した 2 重のスリーブの角度で円の大きさを変え、テーブルを横に送れば次のシリンダに移れます。中ぐり・リーマ・ラップの手間がなくなり、自動車と第一次世界大戦の航空機エンジンの標準の機械になりました^[1][18][19]。

1918 年の Ford の工場では、Norton が作った 33 台の専用研削盤が、直径 20 インチ・幅 6 インチの砥石の 1 回のプランジで変速機の軸を 0.0005 インチの公差で研ぎ、8 時間に 550 本を仕上げていました^[1]。1919 年、砥石の Norton Company と研削盤の Norton Grinding Company は一体になり、Norton は 80 代まで機械部門の技師長を続けます^[9]。

現場で何に効くか。「旋盤で荒、研削で仕上げ」「幅の広い砥石でプランジ」「機械の剛性で精度を出し、送りの目盛りで寸法を決める」は、Norton が 1900 年ごろに唱えた考えそのものです。クランク軸・カム軸・シリンダ・ピストンリングという自動車のエンジン部品が、研削盤の専用化を引っ張りました。この流れは第 3 章「大量生産と二つの大戦」でも扱っています。

⚒量産と精密の専用機：センタレス・内面・平面・ジグ（1887〜1945 年）

自転車と軸受

玉軸受は、真球で大きさのそろった焼入れ球と、真円で同心の玉受けがなければ使えません。1887 年の Henry Richardson の鋼球研削の特許、1899 年に Pratt & Whitney が出した自転車の玉受けの研削盤（小さな砥石を毎分 28,500 回転）など、研削盤が軸受を作れるようにし、軸受がまた機械の摩擦と摩耗を減らしました^[1]。1909 年、Jones & Lamson の製図主任だった William L. Bryant（ブライアント）は Springfield（Vermont 州）に Bryant Chucking Grinder Co. を作ります。工作物をチャックでつかみ、内径用の小さく速い砥石・外径用・端面用の 3 つの砥石をカムと止めで自動で動かす研削盤で、自動車の軸受の内輪・外輪の量産を支えました^[20][1]。

自動定寸と油圧

量産では、測る手間がいちばんの無駄になります。1908 年の Pratt & Whitney の円筒研削盤は、寸法の近くで自動で細かい送りに切り替え、砥石がへっても決まった寸法で止まりました^[1]。送りは 1900 年代のはじめから油圧になり、機械の自動化がしやすくなります。内面研削では、Heald が 1922 年に自動定寸の開発を始め、穴を研ぎながら寸法で荒から仕上げに切り替えて止まる Size-Matic を出しました。1926 年の業界誌の索引と広告にこの名前があり、冷蔵庫を作る Delco Light では生産が 3 倍、不良が 1% 未満になったと宣伝しています^[29][30][1]。Landis も 1928 年に最初の自動のカム軸研削盤と自動の内面研削盤を出しました。自動車のバルブタペットの研削は、1920 年のセンタ形から 1929 年のホッパ給材の全自動センタレスへ進み、1 人が 3 台を受け持って 1 時間に 1,350 個を研ぐまでになります^[1]。

センタレス研削：支えずに研ぐ

センタレス研削は、工作物をセンタでもチャックでもつかまず、研削砥石と、逆向きにゆっくり回る調整車の間に置き、下からブレードで支えて研ぎます。工作物は研削砥石に引きずられて回ろうとしますが、ゴムの結合剤の調整車がブレーキになり、その速さの差で削れます。工作物の中心を 2 つの車の中心を結ぶ線より少し上に置くと、もとが少しいびつでも研ぐうちに真円に近づきます。調整車を少し傾ければ、工作物は自分で軸方向に進み、次々に通して研げます（通し送り）^[1]。

決め手の発明は、軸受のころを作っていた Danbury（Connecticut 州）の Ball and Roller Bearing Co. の Lewis R. Heim（ハイム）が 1915 年 3 月に出願し、1917 年 1 月に成立した特許です。止まった押し板の代わりに動力で回る調整車を使い、ブレードで力の向きを決めて、ころの寸法を 0.0005 インチから 0.00025 インチへ詰めました^[25][26]。Cincinnati Milling Machine Co. はこの特許を手に入れ、1922 年に量産用のセンタレス研削盤を作ります。研削砥石は直径 20 インチ、調整車は 12 インチで、両方にダイヤモンドの目直し装置が付き、肩の付いたプッシュロッドやバルブタペットも送り込み（インフィード）で研げました^[1][28][26]。1925 年には長さ 6 インチのバルブステムを 1 時間に 350 本研ぎ、砥石は使い捨ての消耗品だという考えが工場に広まりました。1932 年には鋳鉄のクランク軸やピストンを研ぐ大形の機械も出ています^[1]。1933 年には Heald が、外径を 3 点で支えて内径を研ぐ内面センタレス研削盤を、Cincinnati Grinders と GM の Hyatt 軸受部門の協力で出しました。内外径が完全に同心になり、軸受の輪の量産に向きました^[1][32]。

平面研削：電磁チャックと Blanchard

平面研削盤は 1880 年代に形がそろったあと、工具室の機械のままでした。変わるきっかけは、1896 年に Worcester の O. S. Walker が考えた電磁チャックです。薄い部品をゆがめずに固定でき、平削り盤やフライス盤のように取り付け具を作らなくてよくなりました^[1]。Heald は 1904 年に回転テーブルのロータリ研削盤を出し、Cambridge（Massachusetts 州）の Blanchard Machine Co. は 1909 年から、立軸の円筒形の砥石の下で回転テーブルを回す平面研削盤を作り始めました。厚い鋳物や鍛造品の面を速く平らに研ぐこの方式は、いまも「ブランチャード研削」と呼ばれることがあります^[21][22]。1915 年の米国の研削の手引書は、Blanchard のモータ駆動の立軸平面研削盤（回転テーブルは 8 段の速さ）を標準の機械として解説しています^[23]。Michigan 州 Grand Rapids の Gallmeyer & Livingston のように、平面研削盤と工具研削盤を得意とする地方のメーカーも育ちました^[67]。Woodbury は、平面研削盤が機械の案内面やテーブルを速く安く仕上げ、高い手間のきさげ作業の一部を置き換えたと書いています（ただし油だまりのできるきさげは最後の仕上げに残りました）^[1]。

ジグ研削盤とねじ研削

金型やゲージの穴は、位置の精度が命です。Bridgeport（Connecticut 州）の Moore Special Tool Co. は、1930 年代のはじめに焼入れ研削・ラップ仕上げの親ねじを使うジグ中ぐり盤を作り、1940 年にジグ研削盤を作りました。それまでは焼入れのひずみを見込んで柔らかいうちに穴を中ぐりするしかありませんでしたが、焼入れの後に穴を正しい位置へ研げるようになり、順送り型や時計の型、ゲージの精度が上がりました^[35][36][37]。

ねじは長く自動盤で量産され、研ぐのはタップやゲージだけでした。第二次世界大戦の航空機の需要で、ねじ研削は量産の加工になり、ピッチ径 0.0002 インチ・フランク角 5 分の精度が求められます。研ぐ前の砥石の形づくりにも、鋼のロールを押し付けて形を写すクラッシュ成形が広まり、ダイヤモンドで 1 本ずつ形を削るより速く砥石の形を作り直せるようになりました^[1]。機械のほうでは、Detroit の Ex-Cell-O が 1935 年の Cleveland の見本市に出したねじ研削盤を、業界誌が「米国製で初めて売りに出された商用のねじ研削盤」と紹介しています^[33][34]。歯車研削も自動車の焼入れ歯車の静かさのために広がりましたが、これはアメリカの歯車機械の章で扱います。

★超砥粒・NC と業界の再編（1930 年〜）

ダイヤモンド砥石

1920 年代の終わりに超硬合金の工具が広がると、それを研ぐ砥石が問題になります。Norton の Baalis Sanford は 1930 年 10 月、レジンで固めた小さなダイヤモンド砥石を試作し、1934 年に直径 7 インチのダイヤモンド砥石を売り出しました。ダイヤモンドは外周の 1/32〜1/8 インチの層だけに入れます^[1]。1936 年の業界誌は、砥粒が 1 ポンド 2,500 ドルもするのに、超硬の刃のフライスを歯ごとに合わせ直さずに研げるので引き合う、と書いています^[31]。1939 年には金属で固めたダイヤモンド砥石も生まれ、ガラスやセラミックスを研げるようになりました。1946 年には Norton の Raymond Ridgeway が、炉の中で決まった大きさのアルミナの結晶を作り、砕かずに砥粒にする方法を実用にしています^[1]。

人造ダイヤモンドと CBN（Borazon）

天然のダイヤモンドに頼る状況を変えたのは、General Electric（GE）の研究所です。1955 年 2 月に GE は、高い圧力と温度でダイヤモンドを人工に作ったと発表し、研究者たちの論文が 7 月に Nature に載りました^[38][39]。GE は 1957 年に人造ダイヤモンドを工業用の砥粒として売り出し、1960 年には米国の市場の約 1 割を占めるまでになります^[44][45]。同じチームの Robert H. Wentorf（ウェントルフ）は 1957 年、窒化ほう素を超高圧で立方晶（ダイヤモンドと同じ形の結晶）に変えたと発表します。GE は「Borazon」と名付けました。当時の業界誌は、ダイヤモンドをこすって傷つけるほど硬く、ダイヤモンドが燃えてしまう温度でも硬さを保つと紹介しています^[46][40]。

ダイヤモンドは炭素なので、高い温度で鉄と反応してすりへります。鉄と反応しにくい CBN は、焼入れ鋼を研ぐための超砥粒として期待されましたが、商品になるまで 12 年かかり、GE が焼入れした鉄系の金属の精密研削用に Borazon を売り出したのは 1969 年でした^[54]。CBN 砥石はへりにくく形が崩れにくいので、砥石を速く回して、カム軸のような量産部品を寸法の狂いなく研げます。日本の研削盤メーカーが 1970 年代からこの方向で大きく伸びたことは、国産アーカイブ第 3 章「CBN・高速研削」にあります。

NC の研削盤

研削盤の数値制御は、輪郭を研ぐ機械から始まりました。Moore は 1967 年、数値制御で輪郭を研ぐ No.3 ジグ研削盤を作り、1970 年には英国の業界誌の索引にも NC 付きの Moore No.3 が載っています^[37][50]。円筒研削盤や平面研削盤の CNC 化の米国での始まりについては、今回の調べでは一次資料で年を確かめきれませんでした（日本のメーカーは 1964 年に NC 円筒研削盤を出品しています。国産アーカイブ第 3 章「NC 研削盤」）。NC そのものの誕生は第 4 章「NC の誕生とマシニングセンタ」で扱います。

会社の再編

研削盤の老舗は、20 世紀の後半に大きな会社の一部になっていきます。Heald は 1955 年 9 月に Cincinnati Milling Machine Co. に買われて子会社になり、1980 年には Cincinnati Milacron の Heald Division でした^[41][42][19]。Bryant は 1958 年に Ex-Cell-O の子会社に、Landis Tool は 1967 年に複合企業 Litton Industries の事業部になり、Norton は 1990 年に英国 BTR の敵対的な買収をかわしてフランスの Saint-Gobain の一部になりました^{[47][51][53][56]}。その Cincinnati Milacron は 1998 年 10 月に工作機械部門を UNOVA に売り、UNOVA は Landis Grinding Systems も持っていました^[58][59]。2005 年 12 月、UNOVA は Landis（米国の Landis と英国の Landis Lund など）をフランスの Fives-Lille グループに売り、クランク軸・カム軸研削盤の老舗はフランスの会社の一部になりました^[60][61]。Moore は 1994 年に PMT Group に入り、1997 年に超精密加工機の Moore Nanotechnology Systems を作りました^[37]。Blanchard の平面研削盤は、2004 年から Rockford（Illinois 州）の Bourn & Koch が受け継いでいます^[22]。

現場で何に効くか。超硬工具はダイヤモンド砥石、焼入れ鋼の量産は CBN 砥石、穴位置の精度が要る型はジグ研削盤、軸受や小物の量産はセンタレス、という今の使い分けは、ここに挙げた 1930〜60 年代の発明で形になりました。中古の機械を見るときは、メーカー名の移り変わり（Heald → Cincinnati、Landis → Fives、Blanchard → Bourn & Koch）を知っておくと、部品やサービスの問い合わせ先が分かります。

日本とのつながり

日本の研削盤は、アメリカの機械を手本に始まりました。大隈鐵工所（いまのオークマ）の製品沿革によると、同社は 1918 年に陸軍工廠の図面で米国の「ノルトン」の No.1 万能工具研削盤にならった GA-1 形工具研削盤を作り、1919 年には米 Heald の製品を手本に内面研削盤を作り、大正の後半には Brown & Sharpe の No.13 にならった GA-2 形万能工具研削盤を作っています^[69]。戦時に 500 台作られて戦後の研削盤生産の基礎になった大隈の GHU 形油圧式万能研削盤も、米 Landis の研削盤が手本でした^[70][71]（国産アーカイブ第 3 章の年表）。

戦後、日本の研削盤メーカーは軸受と自動車部品の量産で力を付けますが、1983 年の米国際貿易委員会（USITC）の報告は、日本へ輸出される米国の工作機械は歯車・研削・フライスの高精度の機械が中心で、日本のメーカーはまだその技術に追いつけていない、と書いています^[55]。一方、CBN 砥粒を焼入れ鋼の量産研削に早くから使ったメーカーには日本の研削盤メーカーもあり、豊田工機は 1972 年ごろから CBN の研究を始め、1977 年に CBN 生産形カム研削盤で機械振興協会賞を受けています^[72]（国産アーカイブ第 3 章）。

よくある質問

万能研削盤を最初に作ったのは誰ですか？

今の万能研削盤の形を決めたのは Brown & Sharpe の Joseph R. Brown です。1868 年に構想の図面を作り、1874 年に製作を始め、1876 年の Philadelphia の建国百年博覧会に出しました。特許は 1877 年 2 月 27 日に遺族に与えられています。似た機械は同じころ時計の工場や Lynn（Massachusetts 州）の Furbush も作りましたが、広く使われて手本になったのは Brown & Sharpe の機械でした。

Norton Company と Norton Grinding Company は同じ会社ですか？

もとは別の会社です。Norton Company（はじめは Norton Emery Wheel Company、1885 年）は F. B. Norton の陶器工場から生まれた砥石の会社で、Norton Grinding Company（1900 年）は Charles H. Norton が技師長になった研削盤の会社です。2 人に血縁はありません。2 社は 1919 年に一体になりました。

センタレス研削は誰が考えたのですか？

工作物を支えずに研ぐ考えは 19 世紀からありましたが、今のように研削砥石と逆向きに回る調整車とブレードで研ぐ方式は、軸受のころを作っていた Lewis R. Heim の特許（1915 年出願、1917 年成立）が決め手です。Cincinnati Milling Machine Co. がこの特許を手に入れ、1922 年に量産用の機械を作って広めました。

CBN 砥石はいつからありますか？

CBN（立方晶窒化ほう素）は、GE の Robert H. Wentorf が 1957 年に合成を発表し、GE は「Borazon」と名付けました。焼入れ鋼を研ぐ工業用の砥粒として GE が売り出したのは 1969 年です。日本では 1970 年代からカム軸などの量産研削に使われ、研削盤の高速化と CNC 化が進みました。